Ендергонске реакционе карактеристике, примери



Један ендергонска реакција то је онај који не може да прође спонтано, а такође захтева и велику количину енергије. У хемији, ова енергија је обично калорична. Најпознатије од свих ендергонских реакција су ендотермне реакције, тј. Оне које апсорбују топлоту за производњу.

Зашто све реакције нису спонтане? Зато што иду узбрдо до закона термодинамике: они троше енергију, а системи које формирају укључене врсте смањују њихову ентропију; то јест, за хемијске сврхе, постају молекуларно више уређени.

Изградња зидова од опеке је пример ендергонске реакције. Сама цигла није довољно компактна да формира чврсто тело. То је зато што не постоји енергетски добитак који промовише њихове синдикате (што се одражава иу њиховим могућим ниским интермолекуларним интеракцијама).

Дакле, за изградњу зида потребан вам је цемент и радна снага. Ово је енергија, а не-спонтана реакција (зид неће бити изграђен аутоматски) постаје могућа ако се уочи енергетска корист (економска, у случају зида).

Ако нема користи, зид ће се срушити прије било каквог поремећаја, а његове цигле се никада неће моћи држати заједно. Исто важи и за многа хемијска једињења, чији се блокови не могу спонтано ујединити.

Индек

  • 1 Карактеристике ендергонске реакције
    • 1.1 Повећајте слободну енергију система
    • 1.2 Везе њихових производа су слабије
    • 1.3 То је повезано са егзергонским реакцијама
  • 2 Примери
    • 2.1 Фотосинтеза
    • 2.2 Синтеза биомолекула и макромолекула
    • 2.3. Формирање дијаманата и тешких сирових једињења
  • 3 Референце

Карактеристике ендергонске реакције

Шта ако се зид може изградити спонтано? За то, интеракције између цигли морају бити веома јаке и стабилне, толико да цемент или особа која их наручује неће бити потребна; док је зид од опеке, док је отпоран, то је очврсли цемент који их држи заједно, а не исправно материјал од цигле.

Дакле, прве карактеристике ендергонске реакције су:

-То није спонтано

-Упија топлину (или другу врсту енергије)

И зашто апсорбује енергију? Зато што њихови производи имају више енергије од реактаната укључених у реакцију. Наведено се може представити сљедећом једнаџбом:

Г = ГПроизводи-ГРеагенси

Где је ΔГ промена Гиббсове слободне енергије. Ас ГПродуцт је већа (јер је енергичнија) од ГРеагенси, одузимање мора бити веће од нуле (ΔГ> 0). Следећа слика резимира оно што је управо објашњено:

Забележите разлику између енергетских стања између производа и реагенса (љубичаста линија). Дакле, реактанти се не претварају у производе (А + Б => Ц) ако на почетку не постоји апсорпција топлоте.

Повећајте слободну енергију система

Свака ендергонска реакција има придружено повећање Гиббсове слободне енергије система. Ако је за одређену реакцију ΔГ> 0 задовољена, онда она неће бити спонтана и захтијеват ће напајање.

Како математички знати да ли је реакција или не ендергоница? Примена следеће једначине:

ΔГ = ΔХ-ТΔС

Где је ΔХ енталпија реакције, тј. Укупна енергија која се ослобађа или апсорбује; ΔС је промјена ентропије, а Т температура. Фактор ТΔС је губитак енергије који се не користи у експанзији или уређивању молекула у фази (чврста, течна или гасна).

Дакле, ΔГ је енергија коју систем може користити за обављање посла. Пошто ΔГ има позитиван знак за ендергонску реакцију, енергија или рад морају бити примењени на систем (реагенси) да би се добили производи.

Тада, знајући вредности ΔХ (позитивне, за ендотермну реакцију и негативне, за егзотермну реакцију), и ТПС, можемо знати да ли је реакција ендергона. То значи да, чак и ако је реакција ендотермна, не она је нужно ендергонична.

Коцка леда

На пример, коцка леда се топи у течној води која апсорбује топлоту, која помаже да се раздвоје молекули; међутим, процес је спонтан, и стога није реакција ендергоније.

А шта је са ситуацијом у којој желите да отопите лед на температури испод -100ºЦ? У овом случају, израз ТΔС једначине слободне енергије постаје мали у поређењу са ΔХ (зато што се Т смањује), и као резултат, ΔГ ће имати позитивну вредност.

Другим речима: топљење леда испод -100ºЦ је ендергонски процес и није спонтан. Сличан случај је замрзавање воде око 50ºЦ, што се не дешава спонтано.

Везе њихових производа су слабије

Друга важна карактеристика, такође повезана са ΔГ, је енергија нових веза. Спојеви формираних производа су слабији од веза реагенса. Међутим, смањење јачине карика компензује се масеним добитком, који се одражава на физичке особине.

Овде поређење са зидом почиње да губи смисао. Према горе наведеном, везе унутар цигле морају бити јаче од оних између њих и цемента. Међутим, зид у цјелини је крутији и отпорнији због веће масе.

У одељку примера ће се објаснити нешто слично, али са шећером.

То је повезано са егзергонским реакцијама

Ако ендергонске реакције нису спонтане, како се оне одвијају у природи? Одговор је повезан са другим реакцијама које су прилично спонтане (ексергонске) и које на неки начин промовишу њихов развој..

На пример, следећа хемијска једначина представља ову тачку:

А + Б => Ц (ендергонска реакција)

Ц + Д => Е (ексергонска реакција)

Прва реакција није спонтана, па се природно то није могло догодити. Међутим, производња Ц дозвољава да се појави друга реакција, која потиче од Е.

Додавање Гиббсових слободних енергија за две реакције, Г1 и ΔГ2, са резултатом мањим од нуле (ΔГ<0), entonces el sistema presentará un incremento de la entropía y por lo tanto será espontáneo.

Ако Ц није реаговао са Д, А никада не би могао да је формира, јер није било компензације енергије (као у случају новца са зидом од цигле). Тада се каже да Ц и Д "вуку" А и Б да реагују, иако је то ендергонична реакција.

Примери

Фотосинтеза

Биљке користе соларну енергију за стварање угљених хидрата и кисеоника из угљен-диоксида и воде. ЦО2 и О2, мале молекуле са јаким везама, формирају шећере, прстенастих структура, које су теже, чвршће и растапају на температури од око 186ºЦ.

Треба приметити да су везе Ц-Ц, Ц-Х и Ц-О слабије од оних О = Ц = О и О = О. А из јединице шећера, биљка може да синтетише полисахариде, као што је целулоза.

Синтеза биомолекула и макромолекула

Ендергонске реакције су дио анаболичких процеса. Као и угљени хидрати, друге биомолекуле, као што су протеини и липиди, захтевају сложене механизме који без њих и спајање са реакцијом хидролизе АТП-а не би могли да постоје..

Такође, метаболички процеси као што су ћелијско дисање, дифузија јона кроз ћелијске мембране и транспорт кисеоника кроз крвоток су примери ендергонских реакција..

Формирање дијаманата и тешких сирових једињења

Дијаманти захтевају огромне притиске и температуре, тако да се њихове компоненте могу компактовати у кристалну чврсту супстанцу.

Међутим, неке кристализације су спонтане, иако се јављају при врло малим брзинама (спонтаност нема везе са кинетиком реакције)..

Коначно, сирова нафта сама представља производ ендергонских реакција, посебно тешких угљоводоника или макромолекула који се називају асфалтени..

Њихове структуре су веома сложене, а њихова синтеза захтева дуго (милионе година), топлотно и бактеријско деловање.

Референце

  1. КуимиТубе. (2014). Ендергонске и егзергонске реакције. Преузето са: куимитубе.цом
  2. Кхан Ацадеми. (2018). Слободна енергија Преузето са: ввв.кханацадеми.орг
  3. Биологи Дицтионари. (2017). Дефиниција ендергонске реакције. Добављено из: биологидицтионари.нет
  4. Лоугее, Мари. (18. мај 2018). Шта је Ендергонска реакција? Сциенцинг. Добављено из: сциенцинг.цом
  5. Хелменстине, Анне Марие, Пх.Д. (22. јун 2018). Ендергониц вс Екергониц (са примерима). Преузето са: тхоугхтцо.цом
  6. Аррингтон Д. (2018). Ендергонска реакција: дефиниција и примери. Студија. Преузето са: студи.цом
  7. Аудерсирк Биерс. (2009). Живот на Земљи Шта је енергија? [ПДФ] Преузето са: ххх.гавилан.еду